[發明專利]一種超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置及方法

在審

• 申請號: 202110706724.8
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113333134A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 盧明輝;劉鑫;謝海圣;郁曉君
• 申請（專利權）人: 蘇州聲學產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B02C19/18
• 分類號: B02C19/18;B06B1/06;B06B3/02
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 盧浩

1.一種超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，包括：

加載臺底座(1)，所述加載臺底座(1)貫穿有螺桿(11)，所述螺桿(11)的頂部設有托板(9)，底部設有螺桿扳手(13)；加載臺底座(1)上設有與托板(9)適配的導桿(10)；

超聲波換能器(6)，所述超聲波換能器(6)設在加載臺底座(1)上，且位于托板(9)的正上方；所述超聲波換能器(6)輸入端接入超聲電源(15)，輸出端連接有超聲波變幅桿(7)，超聲波變幅桿(7)的底部設有破碎工具頭(8)。

2.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述托板(9)與螺桿(11)連接處設有力傳感器(14)。

3.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述加載臺底座(1)設有固定支架(2)，固定支架(2)設有減振橡膠墊(3)，減振橡膠墊(3)設有固定板(4)，所述固定板(4)通過固定楔塊(5)與超聲波換能器(6)固定。

4.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述螺桿(11)上靠近螺桿扳手(13)的一端設有螺母(12)。

5.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述固定支架(2)兩側焊接三角形的加強筋。

6.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述超聲波變幅桿(7)呈指數型的邊界輪廓，超聲波變幅桿輪廓布置傾斜的凹槽。

7.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述破碎工具頭(8)整體為圓柱形狀結構，破碎工具頭(8)頂部設計均勻分布的凸臺。

8.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述超聲波變幅桿(7)形狀為上粗下細的金屬桿。

9.根據權利要求1所述的超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎裝置，其特征在于，所述超聲波換能器(6)是由壓電陶瓷和保護壓電陶瓷的高強度不銹鋼組成。

10.一種超聲波振動和靜態載荷下的混凝土破碎方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

首先，托板通過導軌準確定位于力傳感器上部，力傳感器安裝于導桿頂部，力傳感器放置于螺桿和托板之間；

將廢舊混凝土試塊放置于強度較大的托板上，試驗前廢舊混凝土試塊頂部和破碎工具頭之間預留適間隙；

其次，超聲波電源將50Hz市電轉換為20kHz的超高頻電能，超聲波電源驅動超聲波換能器作業，超聲波換能器將超高頻電能轉化成超高頻機械能，超高頻機械能經過超聲波變幅桿的放大，驅動破碎工具頭輸出超聲波頻率范圍的振動；

最后，螺桿通過螺母座和螺母連接，螺桿的轉動實現螺桿的豎直運動，螺桿實現力的加載和托板的直線運動，使廢舊混凝土試塊隨著托板向上運動，有效與破碎工具頭接觸，持續扭轉螺桿扳手實現靜態載荷的面施加，完成超聲波振動和靜態載荷復合激勵作用下的混凝土破碎或者斷裂作業。